JPH11214439A - 電子部品の実装方法 - Google Patents
電子部品の実装方法Info
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- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
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- H01L2224/75252—Means for applying energy, e.g. heating means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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Abstract
装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 基板1の電極2上に半田バンプ6が形成
されたバンプ付き電子部品5を実装するに際し、半田融
点温度より高い融点の硬化剤を含むボンド4を塗布した
後に、バンプ付電子部品5を圧着ツール7に保持させて
基板1に搭載し、押圧しながら加熱する。この加熱過程
で半田融点温度より低く設定される制御切換温度範囲に
到達したならば、圧着ツール7の高さ位置hを制御する
制御方式に切り換える。半田バンプ6が溶融し流動する
時点ではボンド4は未硬化であり、かつ高さ位置が保た
れているため、溶融半田は押しつぶされることなく、ま
たボンド4によって流動を阻害されることなく電極2表
面に沿って濡れ拡がり、広い底部を有する鼓状の強度に
優れた接合部を形成することができる。
Description
実装する電子部品の実装方法に関するものである。
電子部品または基板の電極に予め半田バンプやプリコー
ト半田などの半田部を形成する方法が知られている。実
装時に加熱されることによりこれらの半田部が溶融し、
電子部品を基板の電極に半田付けする。また、電子部品
と基板の隙間はアンダーフィル樹脂で封止され、アンダ
ーフィル樹脂は半田接合部を包み込んで補強するととも
に異物の侵入を防ぐ機能を有する。
ーフィル樹脂は、電子部品の搭載前に基板に塗布される
場合がある。電子部品の小型化によって電子部品と基板
の隙間は狭くなり、実装後のアンダーフィル樹脂の注入
が困難になっていることなどの理由によるものである。
この場合には、半田部を溶融させるための加熱と、アン
ダーフィル樹脂を熱硬化させるための加熱が同一の加熱
工程で行われる。
の形状は、ヒートサイクルによる熱応力に対する強度の
面から、半田が被接合面のできるだけ広い範囲に拡がっ
た形状となるのが望ましい。しかしながらアンダーフィ
ル樹脂を予め基板上に塗布する従来の方法では、半田部
とアンダーフィル樹脂とが同時に加熱されるため、半田
部の溶融時には周囲のアンダーフィル樹脂の硬化が既に
開始していた。このため硬化によって粘度が上昇したア
ンダーフィル樹脂は、溶融半田が被接合面に沿って拡が
るのを阻害し、その結果前述の望ましい形状の接合部が
得られず形状不良を発生する場合があった。このよう
に、従来の電子部品の実装方法では、接合部の形状不良
により接合部の強度が確保されず、接合部の信頼性が低
下するという問題点があった。
子部品の実装方法を提供することを目的とする。
の実装方法は、電子部品と基板の電極の少なくともいず
れか一方に半田部を形成しておき、この半田部を介して
電子部品を基板に接合する電子部品の実装方法であっ
て、基板の電極上またはこの電極上に形成された半田部
上に、半田融点温度より高い融点温度を有する硬化剤を
含むボンドを塗布する工程と、前記電子部品を保持した
圧着ツールを昇降手段により昇降させて前記ボンドが塗
布された基板に前記電子部品を搭載する工程と、この電
子部品を押圧手段によって基板に押圧しながら加熱手段
によって加熱することにより前記ボンドを硬化させる工
程と、前記ボンドが硬化を開始する前に前記半田部を溶
融させて前記電子部品を前記基板に半田付けする工程と
を含み、前記電子部品を加熱する工程において前記半田
部の温度が制御切換温度範囲に到達するまでは、前記押
圧手段を制御することにより電子部品を基板に押圧する
押圧荷重を制御し、制御切換温度範囲に到達した後は前
記昇降手段を制御することにより電子部品の基板に対す
る高さ位置を制御するようにした。
記半田部の温度が前記制御切換温度範囲に到達するのに
必要な時間を実験値に基づいて設定しておき、前記電子
部品を加熱する工程においてこの設定された時間に基づ
いて制御方式を切り換えるようにした。
求項1記載の電子部品の実装方法であって、前記制御切
換温度範囲が前記半田部の融点温度の60%に設定され
る設定温度と半田融点温度の間であるようにした。
求項1記載の電子部品の実装方法であって、前記制御切
換温度範囲に到達したことを圧着ツールに設けられた温
度計測手段によって検出するようにした。
求項4記載の電子部品の実装方法であって、前記制御切
換温度範囲が前記半田部の融点温度であるようにした。
度より高い融点温度を有する硬化剤を含むボンドをバン
プ付電子部品の搭載前に基板に塗布し、半田バンプが溶
融した後にボンドの硬化を開始させ、かつ半田バンプの
溶融後はバンプ付電子部品を保持する高さ位置を制御す
ることにより、溶融半田の電極上面での流動が阻害され
ず、良好な形状の接合部を得ることができる。
参照して説明する。図1(a),(b)、図2(a),
(b)は本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実
装方法の工程説明図、図3(a)は同バンプ付電子部品
の実装方法の加熱温度の時間的変化を示すグラフ、図3
(b)は同バンプ付電子部品の実装方法のバンプ付き電
子部品の高さ位置および押圧荷重の時間的変化を示すグ
ラフ、図3(c)は同バンプ付電子部品の実装方法のボ
ンドの粘度の時間的変化を示すグラフである。なお図1
(a),(b)、図2(a),(b)はバンプ付電子部
品の実装方法を工程順に示すものである。
が形成されている。この電極2上を覆って基板1上にデ
ィスペンサ3によりボンド4が塗布される。ボンド4は
半田の融点温度より高い融点温度を有する硬化剤を含む
熱硬化性の接着材である。次に、このボンド4が塗布さ
れた基板1に半田バンプ6が形成されたバンプ付電子部
品5が搭載される。
うに、圧着ツール7に吸着して保持されており、圧着ツ
ール7は昇降手段8により昇降する。また圧着ツール7
は押圧手段9により下方に押圧され、圧着ツール7の下
面に保持したバンプ付電子部品5の半田バンプ6を基板
1の電極2に押圧する。これにより、半田バンプ6の表
面に形成された酸化膜は破壊され、半田の露出部が形成
される。
に接続されており、制御部10によって昇降手段8およ
び押圧手段9を制御することにより、バンプ付電子部品
5を基板1に実装する際のバンプ付電子部品5の高さ位
置、および半田バンプ6が電極2を押圧する押圧荷重を
制御することができる。なお、昇降手段8および押圧手
段9としては、送りねじとモータの組み合わせなどを用
いることにより、単一の駆動機構によって昇降手段8お
よび押圧手段9を兼ねさせてもよい。
が電極2に当接したならば、図2(a)に示すように押
圧手段9を制御して圧着ツール7を介してバンプ付電子
部品5を基板1に対して押圧するとともに、圧着ツール
7に内蔵された加熱手段11によりバンプ付電子部品5
を加熱する。また圧着ツール7には温度計測手段が設け
られており、求められた圧着ツール7の温度は制御部1
0に伝えられ、制御部10は所定の温度プロファイルに
従って加熱手段11を制御する。
の押圧荷重および高さ位置、ボンド4の粘度のそれぞれ
の変化の状態について図3を参照して説明する。図3
(a),(b),(c)において、タイミングt0はバ
ンプ付電子部品5のバンプ6を基板1に当接させて押圧
を開始したタイミングを示している。加熱温度は図3
(a)の折れ線aで示すように、加熱開始タイミングt
0から上昇し、予熱温度として設定される所定温度T1
に到達した後、所定時間の間ほぼ一定温度に維持され
る。この一定温度を保つ時間は、ボンド4の粘度の低下
を確保するための加熱工程である。
品5を基板1に押圧する押圧荷重は、押圧手段9を制御
することにより折れ線b1に示すように一定荷重値Fに
保持される。そして押圧を継続している間バンプ付電子
部品5の高さ位置は、折れ線b2(破線で示す)に示す
ように時間の経過とともに半田が押圧されて変形するこ
とによりわずかづつ下降する。この過程でバンプ6の高
さのばらつきが吸収され、全てのバンプが電極の上面に
押圧される。
十分に確保することができ、信頼性の高い接合部を得る
ことができる。このとき、加熱によって半田が軟化する
ため低荷重で半田を変形させることができ、バンプ付電
子部品5に高荷重を負荷することによる破損などのトラ
ブルを防止することができる。また、この加熱工程にお
いてボンド4の粘度は図3(c)のグラフcに示すよう
に加熱の進行につれて低下する。
なわち半田融点温度Tm(184℃)の60%に設定さ
れた設定温度と半田融点温度Tmの間の制御切換温度範
囲(図中斜線範囲)に到達するために必要な時間として
予め実験によって設定される制御切換時間に到達するタ
イミングにて、図3(b)に示すように圧着ツール7の
制御方式が切換えられる。すなわち、タイミングtcに
なったならば、押圧荷重の制御から昇降手段8による圧
着ツール7の高さ位置制御に切換えられ、その結果バン
プ付電子部品5の基板1に対する高さは、図2(b)に
示すように高さhに保持される。
Sn中にPbを37%含ませた一般的な半田(融点温度
184℃)では、110℃〜184℃、またSn中にA
gを3.5%含ませた高融点型の半田(融点温度221
℃)では、133℃〜221℃の範囲となる。このよう
に制御切換温度範囲を広く取っているのは、加熱工程で
は加熱条件に影響する要因が多く、実際の昇温速度のば
らつきが避けられないからである。
上昇し、タイミングtmにて半田融点温度Tmに到達し
て半田バンプ6は溶融する。そして溶融した半田は電極
2の上面と半田接合される。このとき、半田バンプ6の
周囲はボンド4が充填されて無酸素状態となっているた
め、半田バンプ6を電極に押圧する際に露出した半田は
再び酸化されることはなく、良好な半田接合が行われ
る。また、半田接合に際しフラックスを使用しないの
で、半田接合後の洗浄を必要としない。
は昇降手段8によってhに保たれているため、溶融した
半田バンプ6が押しつぶされることがない。またボンド
4に含まれる硬化剤の融点温度は半田の融点温度Tm以
上であるため、半田の溶融時点ではまだボンド4は熱硬
化を開始していない。このため溶融半田の周囲のボンド
4は低粘度であり、溶融半田の電極2上面での流動を妨
げない。したがって溶融半田は電極2の上面に沿って濡
れ拡がり、図2(b)に示すように、底面が広く鼓状断
面を有する強度の優れた良好な接合部を得ることができ
る。
持することによりボンド4は完全硬化して接合部を固定
し、バンプ付電子部品5の実装が完了する。
温度が予め設定された制御切換温度範囲内に到達するの
に必要な時間を実験結果に基づいて設定し、加熱工程に
おいてこの時間に基づいて制御方式を切り換えるように
しているが、圧着ツール7の温度を温度センサなどの温
度計測手段によって求め、この検出温度が制御温度切換
範囲としての半田融点温度Tmに到達したならば、制御
方式を押圧荷重の制御から電子部品5の高さ位置の制御
に切り換えるようにしても良い。
融点温度を有する硬化剤を含むボンドをバンプ付電子部
品の搭載前に基板に塗布し、半田バンプが溶融した後に
ボンドの硬化を開始させ、かつ半田バンプの溶融後はバ
ンプ付電子部品を保持する高さ位置を制御するようにし
たので、溶融半田の流動が阻害されず、良好な形状の接
合部を得ることができる。また半田接合に際してフラッ
クスを使用する必要がなく、実装後の洗浄を必要とせず
に信頼性を確保することができる。
品の実装方法の工程説明図 (b)本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図
品の実装方法の工程説明図 (b)本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図
品の実装方法の加熱温度の時間的変化を示すグラフ (b)本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法のバンプ付き電子部品の高さ位置および押圧荷重の
時間的変化を示すグラフ (c)本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法のボンドの粘度の時間的変化を示すグラフ
Claims (5)
- 【請求項1】電子部品と基板の電極の少なくともいずれ
か一方に半田部を形成しておき、この半田部を介して電
子部品を基板に接合する電子部品の実装方法であって、
基板の電極上またはこの電極上に形成された半田部上
に、半田融点温度より高い融点温度を有する硬化剤を含
むボンドを塗布する工程と、前記電子部品を保持した圧
着ツールを昇降手段により昇降させて前記ボンドが塗布
された基板に前記電子部品を搭載する工程と、この電子
部品を押圧手段によって基板に押圧しながら加熱手段に
よって加熱することにより前記ボンドを硬化させる工程
と、前記ボンドが硬化を開始する前に前記半田部を溶融
させて前記電子部品を前記基板に半田付けする工程とを
含み、前記電子部品を加熱する工程において前記半田部
の温度が制御切換温度範囲に到達するまでは、前記押圧
手段を制御することにより電子部品を基板に押圧する押
圧荷重を制御し、制御切換温度範囲に到達した後は前記
昇降手段を制御することにより電子部品の基板に対する
高さ位置を制御することを特徴とする電子部品の実装方
法。 - 【請求項2】前記半田部の温度が前記制御切換温度範囲
に到達するのに必要な時間を実験値に基づいて設定して
おき、前記電子部品を加熱する工程においてこの設定さ
れた時間に基づいて制御方式を切り換えることを特徴と
する請求項1記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項3】前記制御切換温度範囲が前記半田部の融点
温度の60%に設定される設定温度と半田融点温度の間
であることを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装
方法。 - 【請求項4】前記制御切換温度範囲に到達したことを圧
着ツールに設けられた温度計測手段によって検出するこ
とを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項5】前記制御切換温度範囲が前記半田部の融点
温度であることを特徴とする請求項4記載の電子部品の
実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01108998A JP3539176B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 電子部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01108998A JP3539176B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 電子部品の実装方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11214439A true JPH11214439A (ja) | 1999-08-06 |
JP3539176B2 JP3539176B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=11768270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01108998A Expired - Lifetime JP3539176B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 電子部品の実装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3539176B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004003993A1 (ja) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Toray Engineering Co., Ltd. | 実装方法および実装装置 |
JP2009212186A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法および装置 |
JP2009277962A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Nec Corp | 電子部品の製造装置及びその製造方法 |
JP2015164222A (ja) * | 2015-05-14 | 2015-09-10 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装方法および実装装置 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP01108998A patent/JP3539176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004003993A1 (ja) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Toray Engineering Co., Ltd. | 実装方法および実装装置 |
JP2009212186A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法および装置 |
JP2009277962A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Nec Corp | 電子部品の製造装置及びその製造方法 |
JP2015164222A (ja) * | 2015-05-14 | 2015-09-10 | 東レエンジニアリング株式会社 | 実装方法および実装装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3539176B2 (ja) | 2004-07-07 |
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